La microstructure interne de Sb@CS avec une distribution uniforme de C et Sb présente des propriétés complètement différentes dans deux électrolytes typiques, mais les performances électrochimiques peuvent maintenir la stabilité après l'échange d'électrolytes. Source :Journal of Energy Chemistry
Les batteries potassium-ion (PIB) ont été considérées comme l'une des alternatives les plus prometteuses aux batteries lithium-ion (LIB) en raison de leur densité d'énergie compétitive avec des coûts de production significativement bas. De plus, les matériaux de type alliage devraient être l'anode haute performance des PIB en raison de leur stabilité chimique intrinsèque et de leur capacité spécifique théorique élevée. Malheureusement, une grave incompatibilité entre les matériaux de type alliage actif et les électrolytes, en particulier pour la formation de films instables d'interface électrolyte solide (SEI), conduit souvent à une durée de vie insuffisante.
Ici, le mécanisme de formation des films SEI dans les systèmes de stockage K basés sur une anode Sb confinée à la sphère de carbone (Sb @ CS) a été étudié dans des électrolytes disponibles dans le commerce. Les caractérisations physiques et les calculs théoriques ont révélé que les solvants dans l'électrolyte dilué de 0,8 M KPF6 /EC + DEC ont été excessivement décomposés sur l'interface pour générer un SEI instable et ainsi entraîner une stabilité de stockage K inférieure.
Au contraire, un électrolyte concentré en sel (3 M KFSI/DME) peut générer du SEI stable à dominance inorganique en raison de la décomposition préférentielle des anions. Ces découvertes sont d'une grande importance pour révéler la réaction interfaciale entre les électrodes et les électrolytes ainsi que pour améliorer la stabilité des matériaux d'anode à base de Sb pour les PIB.
Récemment, l'Université d'aéronautique et d'astronautique de Nanjing et d'autres ont publié un manuscrit intitulé "Achieving stable K-storage performance of carbon sphere-confined Sb via electrolyte regulation" dans le Journal of Energy Chemistry .
Ici, Sb@CS (Sb confiné par une sphère de carbone) a été fabriqué par un procédé hydrothermique en tant que matériau d'anode des PIB. De plus, l'activité de stockage de K de ce matériau dans deux électrolytes typiques a été systématiquement étudiée.
Des tests électrochimiques combinés à des calculs DFT ont prouvé que le film SEI instable formé lors du premier profil de décharge était la raison intrinsèque de la dégradation des performances de la batterie. Le changement dynamique du film SEI a également été prouvé par des expériences d'échange d'électrolyte. Cette étude fournit une nouvelle stratégie pour préparer un film SEI artificiel stable et ultra-mince sur des anodes de stockage K à base de Sb pour les PIB. Un nouvel électrolyte qui augmente la stabilité des batteries sodium-ion haute tension
